Rekuperace tepla (HRV). Povinnost, nebo nutnost?

Je nutné mít v domě od roku 2021 pasivní větrání, tedy rekuperaci tepla?

Neexistuje jediný předpis, který by lidem nařizoval mít v domě větrání s rekuperací tepla. Proč tedy mnozí architekti tvrdí, že rekuperace je nezbytná?

Tento požadavek vyplývá z výpočtů. Podle energetické třídy A0 pro domy s téměř nulovou potřebou energie, platné od roku 2021, se posuzují tři hlavní složky energetické náročnosti budovy:

• Tepelněizolační vlastnosti obalových konstrukcí budovy
• Tepelné ztráty a zisky domu
• Příprava tepla a výroba z obnovitelných zdrojů

Tepelněizolační vlastnosti obalových konstrukcí

...se postupně zlepšují už od roku 1960. Zateplené byly i první panelové domy. Měly takzvané sendvičové stěny, jejichž střední vrstvu tvořil tepelněizolační beton. Impulzem k zateplování byla v těch letech především snaha o nezávislost na dodávkách energie ze sousedních zemí a také ekologie = zápach z četných komínů.

Později přišel rok 2010, kdy jsme začali brát zateplování vážněji. Od té doby trh postupně připravujeme na produkty, konstrukční detaily a řemeslnou kvalitu, abychom dokázali stavět dnes požadované domy třídy A0. Nejslabším článkem jsou okna, která je třeba vybírat zodpovědně. Při konečném rozhodnutí rád poradí každý architekt nebo projektant vytápění.

Je třeba říci, že kvalitní tepelný obal budovy je pro její obyvatele výhodný, protože snižuje počet kritických míst obalu (tepelných mostů), a tedy výskyt plísní. Snižuje potřebu tepla, a tím omezuje příliš suchý vzduch i množství prachových částic, které ucpávají plíce a přenášejí roztoče a viry.

Jako u všeho ani s tepelněizolačním obalem by se to nemělo přehánět. Od určité tloušťky má přidávání izolace na úsporu jen malý vliv. U fasádních stěn jsme dosáhli tloušťky 600 mm polystyrenu, kde teoreticky trvá půl roku, než teplo unikne z konstrukce (při úplné vzduchotěsnosti domu).

Tepelné ztráty a zisky, nucené větrání

...budovy je teplo, které uniká z domu přes výše zmíněný obal budovy. Při výpočtu se upravují tloušťky izolace a hledají se možnosti smysluplných úspor v detailech. Právě tady přichází na řadu jeden z nejdůležitějších úkolů projektanta vytápění: šetřit náklady na výstavbu i na provoz domu. Teplo se ztrácí také větráním. Při dodržení minimální výměny vzduchu n = 0,50, tedy 50 % objemu vzduchu v domě za hodinu, dosahujeme tepelné ztráty 10–15 kWh/m² * rok. Když musíme splnit normu s maximální tepelnou ztrátou 20,40 kWh/m² * rok, zbývá nám velmi málo prostoru pro prostupy tepelným obalem objektu. Proto architekti hromadně sahají po rekuperaci s účinností 85–90 % (85–90 % tepla se vrátí ze „špinavého“ vzduchu zpět při ohřevu čerstvého vzduchu).

V podzemních domech využíváme k této rekuperaci tepla zeminu a k větrání pasivní větrání. Pasivní větrání však dokáže vrátit jen 10–15 % tepla a norma neuznává akumulaci tepla v zemině a v zelené střeše. Proto podzemní domy posuzujeme podle metodiky Passive House Planning Package (PHPP), která mnohem přesněji odpovídá naměřeným hodnotám. V PHPP se ukazuje, že rekuperace pomáhá jen minimálně. Výpočtový program PHPP zachycuje realitu s vysokou přesností. Proto rekuperaci nepoužíváme. Oficiálně se však pro posuzování musí použít STN a ČSN, podle kterých je rekuperace nezbytná. Postupně se dostáváme i k výzkumu, tedy k ověřování reality ve spolupráci s univerzitami.

Kromě tepelných ztrát má dům i vnitřní tepelné zisky, které je třeba zohlednit. Patří sem počítače, sporáky, varné desky, předpokládaný počet lidí v domě a chladničky. Okna se započítávají do vnějších tepelných zisků, tedy množství tepla získaného ze slunce přes okno, jako nejlevnější solární panel. Je třeba poznamenat, že okna orientovaná na jih mají během roku větší tepelné zisky než ztráty. Počítám s okny s parametry pro pasivní domy, tedy Uw = 0,85 W/m²K (to platí od Uw = 1,10).

Velkou otázkou jsou tepelné zisky ve vztahu k úsporám na izolaci a prvcích vytápění, stejně jako předcházení přehřívání v létě. Přehřívání v létě bude s měnícím se klimatem nejčastější otázkou pro specialisty na vytápění. Předpisy však takové posouzení u obytných budov nevyžadují. Je to výhradně odpovědnost projektanta a ochota investorů vynaložit prostředky na komplexní řešení domu.

Výroba tepla a produkce z obnovitelných zdrojů, život mimo síť

Tady nastupuje alchymie projektanta vytápění. Musí vybrat co nejméně produktů, které společně zajistí smysluplnou výrobu tepla potřebného v domě. Produkty a zařízení spolu musí spolehlivě spolupracovat, jde tedy o řešení odolné vůči chybám. Přirozeně sem patří i výroba energie z téměř nekonečné energie slunce.

Nejmenší kombinace se skládá ze tří prvků. Systém I:

• Sálavé panely
• Kamna s výměníkem pro ohřev teplé užitkové vody (TUV) a vytápění prostoru
• Fotovoltaika

Alternativou je kompaktní jednotka, která integruje všechny části: Systém II:

• Vytápění domu: distribuce tepla
• Rekuperace teplaOhřev TUV, kombinovaný s fotovoltaickými panely nebo tepelným čerpadlem země-voda. Tepelné čerpadlo vzduch-voda musí být v chladných měsících kombinováno s předehřevem.
• Doplňková kamna (volitelně)

Z nabízených možností jednoznačně volíme jednodušší, menší produkty. Důvody jsou:

• Jednodušší produkty jsou levnější na instalaci.
• Jednodušší produkty jsou spolehlivější a mají delší životnost, i při částečné poruše.
• U jednoduššího systému s oddělenými částmi jsou opravy snazší. Nahradí se jen malá část nebo úsek novým. Oprava je samozřejmě mnohem jednodušší a rozložená v čase.
• Možnost žít mimo síť, tedy soběstačně

Život mimo síť a tepelné čerpadlo

Díky velmi nízké potřebě tepla na vytápění krátkého domu si klient může zvolit způsob vytápění. Tepelná čerpadla a rekuperace jsou navržena na velmi nízkou, ale nepřetržitou spotřebu. Zapnuté tepelné čerpadlo spotřebuje v zimě asi 20 kWh/den u domu třídy A1 a asi 10 kWh/den u domu třídy A0. Rekuperace spotřebuje navíc 1 kWh/den. Spotřeba domácnosti (počítač, vaření, praní, vánoční osvětlení) činí v zimě 8 kWh/den. Teplo ze dřeva (dřevo jako baterie) se snadno vyrábí a vyžaduje 1–1,5 kubického metru ročně. Mezi spotřebou 8 kWh/den a spotřebou 19–29 kWh/den je však výrazný rozdíl. Rekuperace v kombinaci s tepelným čerpadlem by při životě mimo síť vyžadovala více než dvojnásobnou kapacitu baterií a fotovoltaiky. Proto doporučujeme jednodušší otopný systém bez rekuperace.

Instalace systému 12–16 kWp oproti systému 29–38 kWp znamená při životě mimo síť výrazný rozdíl v nákladech.

Příklad spotřeby energie v domě

• Pračka: 0,30 kWh/den
• Vaření: 1–2 kWh/den (vařené jídlo, například maso nebo koláč)
• Osvětlení: 0,20 kWh/den
• Lednice: 0,40 kWh/den
• Rychlovarná konvice / na cesty: 0,2 kWh/den (3 kávy / 1 l čaje denně)

Závěr

Rekuperace tepla má smysl a pro většinu domů je nezbytná. Podstatné je zvážit, kdy ji použít a kdy ne. U našeho krátkého domu se rozhodujeme bez ní, protože zkušenosti našich klientů ukazují, že se tu rekuperace nevyplatí. Zemina kolem domu a pod ním funguje jako akumulátor tepla a zajišťuje požadovanou tepelnou stabilitu, čerstvý vzduch přivádí pasivní větrání.